Uma imagem de microscópio eletrônico de varredura mostra as "escalas artificiais, ”Cerca de uma dúzia dos quais poderia caber no período no final de uma frase. Crédito:Tian lab / Universidade de Chicago
Balanças são o material de escolha para animais de pangolins a peixes:elas são personalizáveis, amigo da água, forte mas flexível, e fácil de consertar quando danificado.
Os cientistas gostariam de recriar essa estrutura única - eles podem imaginar usos de implantes médicos a eletrônicos flexíveis - mas é difícil usar materiais não orgânicos. Mas pesquisadores da Universidade de Chicago publicaram um conceito para usar um mineral natural chamado calcita para "crescer" escamas que podem se fixar em materiais macios. A configuração pode um dia servir como implantes à prova d'água para reforçar ossos ou articulações.
Atualmente os cirurgiões usam estruturas feitas de polímeros sintéticos, mas embora sejam fáceis de esculpir, eles podem degradar com o tempo. Para uma substituição, em vez disso, a equipe da UChicago começou com dois materiais compatíveis com o corpo.
O silicone é flexível, material emborrachado frequentemente usado em implantes cirúrgicos porque não reage com o tecido humano. A calcita é um mineral duro comum que muitas amêijoas e ostras usam em suas conchas (brittlestars, relacionado com estrela do mar, usam calcita em seus olhos, assim como os antigos trilobitas). Felizmente, uma das especialidades da Asst. O laboratório de química do Prof. Bozhi Tian está combinando materiais duros e macios em nível molecular.
Uma ilustração mostra como os "halteres, "(em cinza) enganche na camada de silicone azul em uma extremidade e cresça na camada de pele na parte superior, que fixa o implante no lugar. Crédito:Tian lab / Universidade de Chicago
Em um artigo publicado no outono passado em Nature Communications , Tian e colaboradores projetaram um sistema de ganchos minúsculos de duas pontas, feito de calcita, que pode "crescer" do silicone para o tecido para se fixar no lugar.
"O silicone sozinho não imobiliza os componentes do tecido, e calcita sozinha é muito dura, mas a combinação dos dois funciona muito bem, "Tian disse." O resultado é uma estrutura que é forte e flexível. "
As pequenas estruturas, cada um com o tamanho de um glóbulo vermelho, têm a forma de halteres. Uma extremidade engancha no silicone; o outro se projeta acima da superfície. A equipe tentou colocar uma tira de tecido cultivado em laboratório por cima. Os halteres pegaram cálcio das células e cresceram no tecido, afixando-se no lugar.
Uma característica interessante é que o implante pode ser confeccionado com "ganchos" apenas em locais muito específicos. "Este método é particularmente útil para adesão biológica, onde você deseja aplicar sua cola com moderação para evitar interferir no corpo mais do que o necessário, "disse Jaeseok Yi, um pós-doutorado e o primeiro autor deste artigo.
